第八章
地球資源衛星
地球資源衛星是遙感衛星的一種，是和人類生活聯係最密切、在國民經濟中應用潛力最大的實用型衛星之一。地球資源衛星進行資源調查的原理是基於這樣一個事實：任何物體，不管是有生命的還是無生命的物體，都以它們自身特有的方式發射、吸收和反射電磁波，從而給出不同物體特有的頻譜“標記”。礦物的性質和特點不同，電磁波輻射與反射能力和特點也不同。資源衛星上的遙感儀探測到的不同礦物反映在圖片資料上的差別是不同的色彩、色調、幾何形狀、地貌形態、水係特點和植被特點。地麵接收到星上遙感器獲得的這些標誌信息圖片後，就可根據以往的經驗事實對圖片進行地質判讀以獲得這些信息的真實含義，即識別出遙感圖片上的不同資源。由於衛星遙感麵積大，速度快，不受地理條件限製，因而能夠對廣大區域的各種金屬或能源礦物進行粗查，大大節省了找礦的時間、成本和物耗。
除礦物資源調查外，地球資源衛星還可用於對農業作物種類、生長狀況、收成情況、地質結構、岩石類型、土壤特性、地麵含水線、地表水源分布、工業汙染程度等進行調查和研究。
地球資源衛星裝有各種遙感儀器。這些儀器通常按工作波段分類，包括可見光、紅外和微波遙感器，如機械式多譜段掃描儀、電荷耦合器件陣列、返束光導管攝像機和專題繪圖儀等；微波遙感器，包括微波輻射計、微波散射計和合成孔徑雷達等。
地球資源衛星是經濟效益極高的多用途衛星，它有至少40多種以上不相重複的用途。在農業方麵能夠估計作物的產量、估計土壤含水量、早期預報病蟲害、報告森林火災、調查野生動物、探測漁訊等；在環境監測方麵能夠調查內陸水資源、監視海岸侵蝕、進行地震和火山探測、進行地理學繪圖和地質學研究、開展大氣流以及海灣汙染調查、監視臭氧層等；在礦物調查方麵，能夠通過岩石的光譜特征和地形的類型來識別礦物的種類和貯量、對地下能源進行查明和估計貯量、勘察海洋石油資源等。在美國，每年從地球資源衛星中就可獲取幾十億美元的收益。自1977年至今，美國總獲益高達上千億美元。據美國農業部估計，地球資源衛星每年給美國農林牧業至少帶來30億美元的收益。前蘇聯地質學家利用資源衛星的遙感照片，一年內取得經濟效益約4000萬盧布，尋找石油和天然氣方麵的經濟效益超過1億盧布。據前蘇聯估計，向國土資源衛星投資1盧布，就可為國家創造10盧布的收入。從這幾個數字中能夠看到地球資源衛星對人類經濟發展的巨大意義了。
資源衛星還會帶來絲毫不亞於經濟效益的社會效益，而且過去許多花錢也辦不到的事情如詳查亞馬遜流域資源，現在可以輕易做到。隨著社會的進步和人類意識境界的提高，地球資源衛星的社會效益正日益為人們所重視。將來，地球資源衛星的作用對人類的生存和生活質量的影響可能會更大。
地球資源勘測衛星
用來勘測和研究地球自然資源的衛星稱為地球資源衛星，它是應用衛星中重要的一種。目前人類麵臨的眾多問題中，最重要的莫過於食物、環境和能源了。對這些問題的解決，航天技術是大有可為的。
地球資源衛星安裝有各種遙感設備(包括多光譜掃描儀、可見光和紅外輻射計、微波輻射計等)，能獲取地麵各目標物輻射出來的信息，也能接收由衛星發出的經地麵目標物反射的信息，並把這些信息發送給地麵係統。這些信息統稱為光譜特性。地麵係統對地球資源衛星進行跟蹤、測量，並接收、記錄和處理衛星發來的圖像和數據，依用戶的需要對這些資料進行加工處理，然後分送給服務係統。地質、測繪、海洋、林業、環境保護等許多部門，都需要地球資源衛星提供資料。
利用地球資源衛星，不僅“看”得廣，還能“看”得深。用它可以發現人們肉眼看不到的地下寶藏、曆史古跡、地層結構，也能普查農作物、森林、海洋、空氣等資源，還能預報和鑒別農作物的收成，考察和預報各種嚴重的自然災害。目前全世界有100多個國家和地區利用了這種衛星遙感資料。
地球資源衛星分為兩類：一是陸地資源衛星，二是海洋資源衛星。地球資源衛星一般采用太陽同步軌道運行，保證衛星對地球上的任何地點都能觀測到，又能使衛星每天同一時刻飛臨某個特定的地區，實現定時勘測，是個名副其實的“太空勘察員”。
除專門的地球資源衛星外，氣象衛星等其他遙感類衛星和航天飛機、宇宙飛船、空間站等載人航天器，也可進行地球資源的勘測工作。
地球資源衛星問世已20多年，它對人類的貢獻功不可沒。
通信衛星
通信衛星，是作為無線電通信中繼站的衛星。它像一個國際信使，把來自地麵的各種“信件”帶到天上，然後再“投遞”到另一個地方的用戶手裏。由於它“站”在36000千米高的高空，所以它的“投遞”覆蓋麵特別大，一顆衛星就可以負責1／3地球表麵的通信。
“烽火連三月，家書抵萬金。”中國古代勞動人民就有過對快速通信的殷切期望，但是那時人們隻能靠驛馬、驛車。20世紀實現了無線電通信，使人類的通信手段大為改觀。我們知道無線電通信是靠電波傳送信號的，電波分長波(波長20000～3000米)、中波(波長3000～200米)、短波(波長200～10米)、超短波(波長10～1米)和微波(波長1米以下)等波段，而後兩者具有傳輸信息容量大、信號穩定可靠等優點。但超短波和微波傳輸隻能直線傳播，人們隻好每隔50千米為它們建造一個中繼通信站，使它們像跑接力賽一樣一棒一棒地跑下去，把電波傳送到遙遠的地方。這種接力通信的方式在許多情況下是不可行的，如果把北京的電視節目傳到美國紐約，不知要建造多少個中繼通信站(每站必設收信機、發信機和天線鐵塔)，而且在崇山峻嶺和汪洋大海中，根本無法建立中繼站。怎麼辦呢?於是人們想到了在天上掛一個“驛站”，利用超短波、微波直線傳輸的特性，把信號發給天上的衛星，再由衛星接收後轉發到地麵的另一個地方。
通信衛星一般采用地球靜止軌道，這條軌道位於地球赤道上空35786千米處。衛星在這條軌道上以每秒3075千米的速度自西向東繞地球轉，繞地球一周的時間為23小時56分4秒，恰與地球自轉一周的時間相等。因此從地麵上看衛星像掛在天上不動，這就使地麵接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對準衛星，晝夜不間斷地進行通信，不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處“晃動”了。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通信衛星，便可以實現除南北極之外的全球通信。現在，通信衛星已承擔了全部洲際通信業務和電視傳輸。當你和遠隔重洋的親人通電話、通電報時，當你從電視上觀看世界新聞、體育比賽時，當你收聽廣播時，你也許沒有意識到通信衛星正在為你效勞。
通信衛星是世界上應用最早、應用最廣的衛星之一，許多國家都發射了通信衛星。美國是最先發射成功通信衛星的國家，1965年4月6日美國發射了第一顆實用靜止軌道通信衛星：國際通信衛星1號。到目前為止，這種衛星已發展到第八代，一代比一代體積大、重量重、技術先進、通信能力強、衛星壽命長。其中第五代國際通信衛星5號是當今容量大、技術先進的比較常用的國際通信衛星。
前蘇聯的通信衛星係列叫“閃電號”，包括閃電1、2、3號三種型號。由於前蘇聯國土廣闊的需要，閃電號衛星大多數不在靜止軌道上，而在一條偏心率很大的橢圓軌道上。
鏡子衛星
1993年2月4日，一艘在太空運行的俄羅斯“進步號”無人飛船突然像芭蕾舞演員一樣快速自轉，在離心力作用下，幾片光亮的鍍鋁薄膜徐徐舒展，猶如一朵“太陽花”在太空中綻開。它從350千米的軌道上把一束太陽光反射到處於黑夜的歐洲大陸，在幾秒鍾裏照亮了一條寬約4千米的狹長地帶。這就是世界上首次用“鏡子衛星”製造人工白晝的實驗。
太陽每時每刻都在發出光和熱，落到地球上隻是微不足道的一點兒。要是能在太空中再截獲一些額外的太陽能，就可以給人類帶來巨大的經濟效益。
有人設計了從軌道上向地麵輸電的太空太陽能電站，但此舉技術複雜，太陽能要經過多次轉換才能被利用。最簡單的方案是發射一些“鏡子衛星”，直接把太陽光反射到地球的黑夜處。高緯度地麵每年都要經曆漫長的冬夜，如果有“鏡子衛星”，可以人工延長白晝時間，節省照明用電，還能讓這些地方的荒原得到額外光照，使農作物得以生長。遭受地震、颶風災害的地方，可以在夜間用“鏡子衛星”照明，使救援工作不至因天黑而中斷。當然，一些大城市受高溫困擾時，也能借“鏡子衛星”遮蔽一部分陽光來降溫。